CVE-2022-0185 escalada de privilégios (escape) no kernel Linux

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Resumo da vulnerabilidade

ID da vulnerabilidade: CVE-2022-0185

Pontuação da vulnerabilidade:

Produto afetado: kernel Linux - chamada de sistema fsconfig

Versões afetadas: kernel Linux 5.1-rc1 ~ 5.16.2

Condições de exploração: local no Linux; possui privilégio CAP_SYS_ADMIN (pode ser obtido diretamente com unshare, equivalente a sem restrições)

Efeito da exploração: elevação de privilégios local; escape de contêiner

Obter código-fonte: git clone git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-focal.git -b Ubuntu-hwe-5.11-5.11.0-27.29_20.04.1 --depth 1

ou https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/

Configuração do ambiente

Ambiente de depuração

Docker de compilação do kernel 5.X: chenaotian/kernelcompile

Docker de análise de vulnerabilidade: chenaotian/cve-2022-0185

• Preparados dois kernels, um de distribuição e um compilado por mim

  • Um kernel de distribuição baixado (5.11.0-44) para verificar e depurar o exploit (o kernel de distribuição não trava)
  • Um kernel compilado com símbolos (5.13) para depuração do PoC com símbolos

• Instalar qemu, gdb, gdb-peda, etc.

• Arquivos relacionados à vulnerabilidade em /root/cve-2022-0185

  • boot_exp.sh usado para iniciar o ambiente de verificação do exploit, kernel sem símbolos 5.11.0-44 de distribuição
  • boot_poc.sh usado para iniciar o ambiente de verificação do PoC; pode travar o kernel, mas não executa o exploit; kernel compilado por mim com símbolos 5.13
  • Diretório exp, código-fonte do exploit (autor: BitsByWill); basta compilar exploit_fuse.

Ambiente qemu: https://github.com/chenaotian/CVE-2022-0185/tree/main/qemuANDexp

Ambiente de verificação no Ubuntu 20.04

Ambiente de execução do exploit em máquina virtual Ubuntu 20.04 executando o exploit original

Preparar uma máquina virtual Ubuntu 20.04 e depois substituir o kernel:```shell apt-get install linux-image-5.11.0-44-generic

grep menuentry /boot/grub/grub.cfg vim /etc/default/grub #修改 GRUB_DEFAULT 选项为上面结果中想要启动内核的下标 update-grub #如果不生效的话则直接进入/boot 目录将之前的内核相关文件(带之前内核编号的文件)全部删掉，然后启动时候报找不到内核，然后手动选择内核启动也可以

#编译exp make fuse ./exploit

Efeito de escalonamento de privilégios

![image-20220302154151113](https://assets.kitploit.com/production/public/readmes/23851/8a05fdeba02fe0085dd469683ac49ca6e97ab8f291d904ed417ac022fe68ac76.png)

## Princípio da vulnerabilidade

A chamada de sistema onde a vulnerabilidade ocorre é a opção `FSCONFIG_SET_STRING` em `fsconfig`. Esta chamada de sistema é usada para configurar o contexto de um sistema de arquivos já aberto. **A condição prévia necessária é ter a capacidade `CAP_SYS_ADMIN`:**

> O principal objetivo do `fsopen` é criar um contexto de sistema de arquivos, associá-lo a um descritor de arquivo e retornar esse descritor. Após `fsopen`, vem o `fsconfig`. Pelo significado literal, podemos adivinhar que, depois de criar um contexto de sistema de arquivos com `fsopen`, o `fsconfig` provavelmente é usado para configurar o conteúdo desse contexto. Na verdade, o `fsconfig` é realmente usado principalmente para esse trabalho de configuração. Além do contexto do sistema de arquivos, ele também suporta outras operações.

### Ponto de ocorrência da vulnerabilidade

Primeiramente, a vulnerabilidade aparece na função `legacy_parse_param`:

linux-5.11\fs\fs_context.c : 502 : legacy_parse_param```c
static int legacy_parse_param(struct fs_context *fc, struct fs_parameter *param)
{
	struct legacy_fs_context *ctx = fc->fs_private;
	unsigned int size = ctx->data_size;
	size_t len = 0;

	··· ···
	··· ···

	switch (param->type) {
	case fs_value_is_string:
		len = 1 + param->size;
		fallthrough;
	··· ···
	}

	if (len > PAGE_SIZE - 2 - size) //此处边界检查有问题
		return invalf(fc, "VFS: Legacy: Cumulative options too large");
	if (strchr(param->key, ',') ||
	    (param->type == fs_value_is_string &&
	     memchr(param->string, ',', param->size)))
		return invalf(fc, "VFS: Legacy: Option '%s' contained comma",
			      param->key);
	if (!ctx->legacy_data) {
		ctx->legacy_data = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL); //在第一次时会分配一页大小
		if (!ctx->legacy_data)
			return -ENOMEM;
	}

	ctx->legacy_data[size++] = ',';
	len = strlen(param->key);
	memcpy(ctx->legacy_data + size, param->key, len);
	size += len;
	if (param->type == fs_value_is_string) {
		ctx->legacy_data[size++] = '=';
		memcpy(ctx->legacy_data + size, param->string, param->size); //拷贝，可能越界
		size += param->size;
	}
	ctx->legacy_data[size] = '\0';
	ctx->data_size = size;
	ctx->param_type = LEGACY_FS_INDIVIDUAL_PARAMS;
	return 0;
}

O ponto crucial está no memcpy subsequente, que copia o param->string que passamos para ctx->legacy_data. A verificação de se a cópia ultrapassa os limites está na condição anterior (len > PAGE_SIZE - 2 - size). Essa verificação tem um problema: o tipo da verificação é size_t, ou seja, unsigned int. Se size > PAGE_SIZE - 2, ocorre um estouro de inteiro que inverte o resultado, fazendo com que len < PAGE_SIZE - 2 - size, e assim a verificação é aprovada. Posteriormente, na cópia, size é maior que PAGE_SIZE - 2, causando uma cópia para fora dos limites.

Algumas estruturas de dados utilizadas:```c struct fs_context { const struct fs_context_operations ops; struct mutex uapi_mutex; / Userspace access mutex */ struct file_system_type *fs_type; void fs_private; / The filesystem's context */ void *sget_key; struct dentry root; / The root and superblock */ struct user_namespace user_ns; / The user namespace for this mount */ struct net net_ns; / The network namespace for this mount */ const struct cred cred; / The mounter's credentials / struct p_log log; / Logging buffer */ const char source; / The source name (eg. dev path) */ void security; / Linux S&M options / void s_fs_info; / Proposed s_fs_info / unsigned int sb_flags; / Proposed superblock flags (SB_) / unsigned int sb_flags_mask; / Superblock flags that were changed / unsigned int s_iflags; / OR'd with sb->s_iflags / unsigned int lsm_flags; / Information flags from the fs to the LSM / enum fs_context_purpose purpose:8; enum fs_context_phase phase:8; / The phase the context is in / bool need_free:1; / Need to call ops->free() / bool global:1; / Goes into &init_user_ns / bool oldapi:1; / Coming from mount(2) */ };

struct legacy_fs_context { char legacy_data; / Data page for legacy filesystems */ size_t data_size; enum legacy_fs_param param_type; };

struct fs_parameter { const char key; / Parameter name / enum fs_value_type type:8; / The type of value here */ union { char *string; void *blob; struct filename *name; struct file *file; }; size_t size; int dirfd; };

### Pilha de Chamadas

Vamos analisar a pilha de chamadas de funções, a primeira entrada é definitivamente a chamada de sistema `fsconfig`:

linux-5.11\fs\fsopen.c : 314 : SYSCALL_DEFINE5(fsconfig,...```c
SYSCALL_DEFINE5(fsconfig,
		int, fd,
		unsigned int, cmd,
		const char __user *, _key,
		const void __user *, _value,
		int, aux)
{
	struct fs_context *fc;
	struct fd f;
	int ret;
	int lookup_flags = 0;

	struct fs_parameter param = {
		.type	= fs_value_is_undefined,
	};

	··· ···
	f = fdget(fd);
	if (!f.file)
		return -EBADF;
	ret = -EINVAL;
	if (f.file->f_op != &fscontext_fops)
		goto out_f;